4. Исследовать влияние на точность измерений несимметричности наведения лазерного зонда на измеряемый объект и величины смещения измеряемого элемента в направлении оптической оси объектива (расфокусировки микроскопа). Если получение численных результатов окажется невозможно, дать качественное описание результатов в словесной форме.
5. Исследовать и зарисовать дифракционные картины от периодических структур. Визуальным методом измерить период и размер элемента каждой структуры.
Содержание отчета:
1. Цель и содержание работы, структурная схема ДИР.
2. Таблица результатов измерений линейных размеров лазерным дифракционным методом.
3. Осциллограммы дифракционных спектров для различных измеряемых размеров.
4. Осциллограммы дифракционных спектров для различных периодических структур.
5. Результаты оценки погрешности измерений при расфокусировке микроскопа.
5. Выводы.
8. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗКИ ДИЭЛЕКТРИКА
ИЗЛУЧЕНИЕМ СО2-ЛАЗЕРА
Цель работы. Ознакомление с технологической установкой на основе СО2-лазера, исследование процесса резки диэлектрика, нахождение оптимальной скорости резки.
Основные положения. Резка диэлектриков, таких как фанера, картон, пластики, стекло, - типичное технологическое применение отпаянных CO2-лазеров средней мощности. Указанные материалы разрушаются непрерывным излучением этих лазеров за счет нескольких процессов. Во-первых, это может быть горение вещества. Во-вторых, разложение его с выделением летучих фракций, увлекающих за собой твердую фазу в виде капель или микроскопических частиц. В-третьих, при весьма больших мощностях возможна непосредственная термическая возгонка всего вещества в месте нагрева.
Горение вещества происходит, как правило, при относительно небольших скоростях перемещения лазерного пучка по поверхности диэлектрика. Процесс этот нежелателен, так как в этом случае увеличивается ширина разреза, продукты сгорания (например, дым, копоть) загрязняют оптику и экранируют поверхность диэлектрика от лазерного пучка, снижая эффективность процесса.
По мере повышения скорости движения лазерного пучка диэлектрик начинает разрушаться (в основном за счет разложения) быстрее, чем сгорать. При этом увеличивается эффективность процесса резания, уменьшается ширина реза. С дальнейшим увеличением скорости движения пучка температура в зоне реза снижается, скорость выноса материала падает. При очень большой скорости (при фиксированной мощности лазера) температура в зоне обработки снижается настолько, что разрезание материала становится невозможным.
Таким образом, для каждого диэлектрика при данной его толщине и данной мощности лазера существует оптимальная скорость разрезания, когда удельный вынос вещества (масса на единицу длины разреза) максимален. Следует отметить, что при разрезании материала многократным перемещением лазерного пучка по одному и тому же контуру эффективность процесса в ряде случаев падает из-за изменения свойств вещества под действием первичного облучения (например, из-за изменения профиля канавки возрастает коэффициент отражения и т. д.).
Описание лабораторной установки. Лабораторная технологическая установка (рис. 8.1) включает в себя лазер Л с блоком питания, управления и сигнализации; поворотное З1 и фокусирующее З2 зеркала; технологический модуль с вращающимся предметным столиком и защитный кожух, имеющий плотно закрывающуюся дверцу из органического стекла, позволяющую визуально наблюдать технологический процесс и исключающую попадание когерентного излучения на экспериментатора. Кроме того, в технологическом модуле имеется система визуализации излучения СО2-лазера с помощью He-Ne-лазера и система откачки продуктов сгорания обрабатываемого материала.
Лабораторная технологическая установка создана на основе серийного отпаянного СO2-лазера непрерывного режима ЛГН-701, имеющего три разрядные трубки диаметром 30 мм с водяным охлаждением, охваченные с помощью призменных поворотных зеркал одним общим оптическим резонатором. Максимальная мощность лазера - 100 Вт, суммарный разрядный ток всех трубок - 150 мА, напряжение питания 15 кВ. Лазер охлаждается проточной водой из водопровода.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.